微软新技术把玻璃变成硬盘，一块存五千部电影，一万年不丢数据

2 月 18 日，微软万年微软的新技玻璃芯片问世并登上 Nature 论文，研究人员利用飞秒激光在硼硅玻璃中刻录相位体素的术把数据光学存储技术，一块仅 2 毫米厚的玻璃变成不丢玻璃片可以容纳 4.8TB 数据，这相当于大约 200 万本印刷书籍或 5,硬盘000 部超高清电影。

（来源：Nature）

简单来说，该技术就是千部把数据写进玻璃里。这块两毫米薄、电影巴掌大小的微软万年方形玻璃里，所塞进去的新技数据足以装下近千部高清电影。

这项技术利用光的术把数据相位差异在四维空间编码信息，只需单次激光脉冲写入，玻璃变成不丢成品玻璃理论上可保存 1 万年而不需维护，硬盘能抵御磁带、块存硬盘等传统介质的千部衰减与恶意篡改，有望彻底改变数据归档与数字遗产保存方式。

此次研究使用的技术叫做 Project Silica，中文是二氧化硅项目。硅，是沙子的主要成分。日常家中的窗户、烤箱门甚至微波炉转盘，使用的都是同一种材料也就是硼硅盐酸玻璃。这种玻璃便宜、透明、耐热、防水、不会生锈。但问题是怎么把数据写进去。

微软团队使用了一台飞秒激光器。飞秒非常短，一飞秒是一千万亿分之一秒，比眨一下眼睛还要快许多倍。这么短促的激光脉冲打进玻璃，会在焦点处产生高温高压，从而改变那一小块玻璃的结构。他们把这个小斑点叫做 voxel，等于就是玻璃里的一个像素点。

（来源：微软）

传统技术需要使用很多个脉冲激光才能写一个点，速度非常之慢。这项研究则搞定了两件事：一是把每个点的写入时间压缩到一个脉冲，二是让激光束分成四条同时刻写。现在的写入速度是每秒 6,500 万比特，虽然距离硬盘还差得远，但是作为档案存储已经够用。

在读取数据的时候，不需要把玻璃插进什么特制的机器，只需要一台显微镜加一个摄像头。激光扫过玻璃，不同结构的点会产生不同的亮度，摄像头拍下来之后，软件再把这些亮暗点翻译回 0 和 1。以前的读取设备需要三个摄像头才能分清楚偏振方向，现在使用一个摄像头就够了，成本直接砍掉一大半。

为了让玻璃能够存更多层，他们把数据一页一页摞起来，每层间隔只有几微米。一束激光扫过去，一次能够读到三十多层的信息。整块玻璃摞了三百多层，总厚度只有两毫米。

（来源：微软）

那么，一万年是怎么算出来的？微软团队使用了一种名为加速老化的方式。他们把写好数据的玻璃放进烤箱，加热到四百多摄氏度，观察那些结构在多久之后会消失。高温会加速分子的运动，也会让时间快进。把高温下的衰减速度画成曲线，再往回推算到常温，结果就是一万年。

当时，实验室里的一万年不等于现实世界的一万年。万一玻璃摔碎了，数据一样会丢失。所以，这套系统还设计了一个机械臂玻璃库，机器人会把你要读取的那块玻璃从架子上取下来送到显微镜下扫描。多块玻璃之间还可以互相备份，假如坏了一块能够从别的块补回来。

（来源：微软）

它最直接的应用场景是用在档案馆、图书馆和博物馆。那些需要永久保存的孤本古籍、历史影像和科研数据，再也不用每隔几年拷贝一次。目前，音乐版权公司已经找到微软谈合作，有个叫 Global Music Vault 的项目，正打算把世界各地的音乐存进玻璃，埋到北极的冰层下面，让一万年后的人类还能听到今天的声音。

事实上，华纳兄弟几年前就曾和微软合作把一部《超人》电影存进了一块石英玻璃里。甚至有人还想用它做一个“金唱片”。四十多年前，旅行者号探测器带着一张镀金铜唱片飞出太阳系，上面录了地球的影像和声音。现在，有一只科研团队正在众筹新一代的“金唱片”，他们打算使用本次微软团队打造的玻璃作为介质，存进更多影像、语言和音乐。让未来无论谁捡到它，都可以读懂我们二十一世纪的人类。

那么，这项技术何时能够用在手机上？这可能还为时尚早，无论是读写速度、设备成本还是玻璃的标准化生产，都还需要时间。但是，本次成果至少告诉我们，数据并非只能存在于电和磁里，也可以被装入玻璃里。

参考资料：

相关论文 https://www.nature.com/articles/s41586-025-10042-w

https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/project-silicas-advances-in-glass-storage-technology/

排版：胡巍巍

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